藝術家對冷凍系統的印象，其中冷卻的量子位元位於中間的十字架。
圖片來源：查爾姆斯理工大學/Boid AB/NIST
是計算領域的下一個重大飛躍，將量子力學的獨特性質帶入電腦的操作中。它們在量子位元（量子位元）上運行，量子位元可以比普通電腦位元更快地進行計算。但仍有一些障礙需要克服，其中之一是確保量子位元不會累積錯誤。
量子位元對熱和輻射特別敏感，因此理想的設定能夠在計算後重置量子位元。一種方法是將它們冷卻到絕對零度以上幾分之一度並保持在那裡。大多數最先進的技術可以使量子位元達到 40 到 49 毫開爾文，比絕對零高百分之幾度。
一篇新論文中提出的工作更進一步。他們的使用超導電路形成，可以將量子位元冷卻至 22 毫開爾文，這從一開始就大大減少了出錯的機會。
「在量子電腦中，隨著計算的進行，初始誤差可能會複合，」查爾姆斯理工大學的第一作者穆罕默德·阿里·阿米爾在一篇論文中說道。陳述。 「一開始越能擺脫它們，以後就越省力。”
傳遞給量子位元的急劇冷卻就像擦拭白板一樣，因此量子位元可以重新使用，而無需擔心錯誤。
NIST 和馬裡蘭大學量子資訊與電腦聯合中心的物理學家 Nicole Yunger Halpern 解釋道：「如果不將量子位元冷卻到那麼低的溫度，就無法徹底擦除電路板。」科學。
「我們認為這種方法將為更可靠的量子計算鋪平道路，」阿里說。 「目前很難管理量子電腦中的錯誤。從接近基態開始將減少需要糾正的錯誤，從而在錯誤發生之前減少錯誤。
量子冰箱也使用量子位，一個連接到系統較熱的部分，即電源，另一個連接到散熱器，實際計算量子位的熱量將進入冷卻過程。該方法是自主工作的，這就是團隊很高興開發這種方法的原因。
「本文中的技術可以使量子電腦受益，」Yunger Halpern 補充道。 「它可以解決量子電腦設計中的問題之一，而且還表明我們可以從電腦冰箱的一個部分吸取熱量並將熱量轉化為功。它可能會引入我們尚未想到的技術能力。
一篇討論結果的論文發表在期刊上自然物理學。
